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该论文设计合成了一系列新型的菁染料和三苯胺类小分子化合物和聚合物,研究了它们在有机太阳能电池、双光子吸收和荧光、电致发光中的应用性能.主要研究内容如下:1.合成了带有多个羧基的新型菁染料,研究了菁染料敏化的二氧化钛纳米多孔膜太阳能电池的光电化学性能.带有多个羧基的小分子菁染料可以更多、更牢固地吸附在二氧化钛表面,因而其敏化性能最好.在90mW/cm<2>白光照射下,菁染料Ⅱ-7敏化的二氧化钛纳米多孔膜太阳能电池的光电转换效率达到了4.9％(J<,sc>=21.4mA/cm<2>V<,oc>=424mV,FF=0.49).2.在异质结型有机固体太阳能电池中,菁染料Ⅲ-1既可以与C<,60>一起作为电子给体,也可以与聚合物Ⅵ-1一起作为电子受体,其开路电压分别为0.25V和1.28V.菁染料的H-和J-聚集态对太阳能电池的吸收光谱、光电流工作谱和开路电压有非常重要的影响.当菁染料夹在C<,60>和聚合物Ⅵ-1中间同时作为给体和受体时,所制备的太阳能电池的IPCE超过了10％.3.为了进一步提高有机固体太阳能电池中的电荷分离效率,合成了两个新型的菁染料-C<,60>双体化合物.菁染料与C<,60>通过共价键连接在一起后,在光的诱导下能发生从菁染料到C<,60>的分子内电子转移,有效地把光转变为电流.在菁染料-C<,60>双体化合物层与铝电极之间加入一层C<,60>可以改善电极附近的界面效应,显著提高太阳能电池的光电转换效率.当菁染料-C<,60>双体化合物Ⅳ-2与另外一个吸收波长较长的菁染料Ⅳ-8混合以后,太阳能电池在整个可见光谱有很好的外量子效率,因而其短路电流也得到了提高.4.合成了以三苯胺为电子给体、三嗪为电子受体的新型二苯乙烯类化合物,用飞秒开口z-扫描测量化合物V-1、V-2和V-3的双光子吸收截面分别为0.31×10<-20>cm<,4>/Gw、0.365×10<-20>cm<,4>/Gw和1.64×10<-20>cm<,4>/Gw.在800nm激光的激发下,化合物V-1、V-2和V-3发出很强的频率上转换荧光,发射峰分别位于578nm、577nm和576nm.由于化合物V-3的八偶极分子结构和发色团之间的电子离域相互作用,它在三个化合物中有最大的双光子吸收截面和最强的双光子荧光.5.合成了主链中含有三苯胺和氰基的线性(Ⅵ-1)和三枝状(Ⅵ-2)新型共聚物,研究了它们的电致发光、双光子吸收和荧光性能.以PEDO和PVK作为缓冲层的单层电致发光器件,在外加电压的驱动下发出橙红色的光,电致发光的最大量子效率为0.052％.用飞秒开口z-扫描测量了聚合物Ⅵ-1和Ⅵ-2的双光子吸收截面,分别为0.304×10<-20>cm<,4>/Gw和1.441×10<-20>cm<,4>/Gw(按照重复单元计算).在800nm激光的激发下,聚合物Ⅵ-1和Ⅵ-2发出很强的频率上转换荧光,最大发射波长分别为于561nm和542nm.